以大型車輛為主的高速公路噪聲預(yù)測模型修正及聲屏障優(yōu)化研究.pdf

1、高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，極大的促進了國民經(jīng)濟發(fā)展，也給沿線帶來了不同程度的噪聲污染。高速公路交通噪聲嚴重影響了道路沿線的村莊、學校等單位的日常工作和生活。如何更加準確的預(yù)測高速公路交通噪聲并且采取有效的降噪措施一直是人們關(guān)注的熱點。
　　山東省地處環(huán)渤海經(jīng)濟區(qū)域，高速公路建設(shè)起步較早且發(fā)展飛速。由于處于半島區(qū)域，沿海港口眾多，大型車輛尤其是重型車輛夜間運輸一般較內(nèi)地較多，并且比較穩(wěn)定，交通運輸特點和內(nèi)陸地區(qū)相比具有特殊性。本論文在

2、高速公路噪聲實地監(jiān)測的基礎(chǔ)上，對山東省高速公路交通噪聲特性進行研究，并針對山東省高速公路以大型車交通噪聲為主的特性對交通噪聲預(yù)測模型進行修正研究，并對目前的典型高速公路聲屏障降噪效果進行評價分析，同時對聲屏障的設(shè)計進行優(yōu)化研究。
　　在對山東省交通噪聲特性的研究中發(fā)現(xiàn)，山東省高速公路大型車車流量占據(jù)比例較高，高速公路現(xiàn)狀交通噪聲值呈現(xiàn)出晝夜間變化不大的特性。經(jīng)過進一步的監(jiān)測和研究分析，山東省高速公路大型車輛交通噪聲占據(jù)主導因素，正

3、是由于大型車車流量晝夜間呈現(xiàn)相對穩(wěn)定、并保持相對較高的水平的特點，致使山東省高速公路現(xiàn)狀交通噪聲值呈現(xiàn)出晝夜間變化不大的特性，通過對假日期間的交通噪聲特性的進一步研究更加證明了這一特性。針對這一特性選擇山東省典型高速公路進行噪聲頻譜監(jiān)測和分析，并對其各頻段聲能的分布特點和等效頻率進行計算研究，結(jié)果表明交通噪聲等效頻率低于500Hz，噪聲能量主要集中在200~500Hz。同時根據(jù)交通噪聲頻譜特性，提出對《聲屏障聲學設(shè)計和測量規(guī)范》中等效頻

4、率計算公式中的中心頻帶進行修正取值，即取中心頻帶為200 Hz、250 Hz、315Hz、400 Hz、500 Hz、630 Hz和800 Hz時，得出山東省典型高速公路交通噪聲等效頻率近似取值為315Hz。
　　針對山東省高速公路現(xiàn)狀交通特性選擇具有代表性的高速公路進行實地監(jiān)測，根據(jù)實測數(shù)據(jù)對常用的高速公路交通噪聲預(yù)測模型進行準確性研究分析，結(jié)果表明，雖然相對來講導則預(yù)測模型更加準確，但仍存在較大的誤差。通過進一步的研究分析，由

5、于山東省高速公路大型車輛占據(jù)主導因素，而模型中采用的大型車單車噪聲源強計算公式擬合度不高，存在大型車輛車速較低時源強計算值偏低而車速較高時源強計算值偏高的缺點，導致計算結(jié)果出現(xiàn)偏差。針對這一缺點，對我國現(xiàn)有大型車輛單車噪聲源強計算公式進行修正研究，參照現(xiàn)有公式擬合過程，結(jié)合山東省高速公路交通噪聲車流量特點，將大型車輛按照軸數(shù)的不同分為4軸及以下、大型客車和6軸（含5軸）車輛，分別擬合其單車噪聲源強計算公式，并建議采取加權(quán)平均法對大型車噪

6、聲源強進行計算。通過對公式的驗證監(jiān)測表明，對大型車輛進行更加細致的分類后的單車噪聲源強計算修正公式可有效提高山東省高速公路交通噪聲預(yù)測的準確性，其中晝間可提高精度53.4％~66.5％，夜間可提高13.7~19.0％。另外利用自動編碼器與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混合模型對車流量和平均車速的相關(guān)性進行探討分析，針對本次選擇的山東省典型高速公路的監(jiān)測數(shù)據(jù)樣本，晝間測試車速較實測值誤差僅為5.3％~24.0％，夜間誤差為12.2％~29.7％，基本可滿

7、足使用要求，可推薦作為以大型車輛為主的高速公路平均車速的預(yù)測模型。
　　選擇山東省6處與高速公路同時投入運營使用的典型性聲屏障進行噪聲實地監(jiān)測，對其降噪效果進行評價以及分析，由于存在設(shè)計階段交通量預(yù)測偏差、交通噪聲預(yù)測模型不準確、聲屏障建成后引起地面吸收衰減減少等因素導致聲屏障降噪效果不足，尤其是山東省高速公路上大型車占據(jù)比例較高，交通噪聲趨向于中低頻范圍時，傳統(tǒng)以500Hz為交通噪聲主頻而設(shè)計的聲屏障降噪效果更顯不足。針對以上問